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News: Ständig unterwegs

Nur wenige Moleküle können über bestimmte Kanäle direkt in eine Zelle eindringen. Für die meisten gibt es spezielle Rezeptoren, welche den Ankömmling an der Zellmembran in Empfang nehmen und ins Innere schleusen. Doch so fest verankert, wie man lange annahm, sind sie dort offenbar nicht. Denn zumindest ein Transportprotein für das Pflanzenhormon Auxin bewegt sich ständig zwischen dem Zellinneren und der Membran hin und her.
In Zellen herrscht reger Verkehr. Ständig müssen Moleküle in ihrem Innern von einem Ort zum anderen transportiert werden, und auch mit den Nachbarn pflegen sie fleißigen Austausch. Als Vehikel dienen häufig Transportproteine, so genannte Carrier, welche die eintreffenden Substanzen in der Zellmembran in Empfang nehmen oder wieder hinauslassen; manchmal geleiten sie ihre Fracht sogar an den neuen Bestimmungsort.

Für manche Verbindungen gelten dabei strenge Verkehrsvorschriften. Indem sie sich in einem Organismus nur in bestimmten Richtungen bewegen, bestimmen sie beispielsweise das Schicksal der Zellschichten, die sie durchqueren. So auch das Pflanzenhormon Auxin: Von seinen Produktionsorten wandert es auf geregelten Wegen durch die Gewebe und sorgt unter anderem dafür, dass sich Pflanzen beim Wachsen zum Licht krümmen oder die Wurzeln nach der Schwerkraft ausrichten. Die Zellen erreichen den gerichteten Transport, indem sich die zuständigen Transportvehikel auf einer Seite der Zelle ansammeln und das Hormon nur dort ausschleusen.

Doch sie sind dort nicht, wie bisher angenommen, fest verankert, wie Gerd Jürgens und seine Mitarbeiter von der Universität Tübingen herausfanden. Im Gegenteil – sie wandern ständig zwischen dem Zellinneren und der Zellmembran hin und her. Dabei hangeln sie sich wie an einer Seilbahn an den fädigen Actinmolekülen des Zellskeletts entlang, welche die ganze Zelle durchziehen.

Erste Hinweise auf dieses Verhalten entdeckten die Forscher bei einer mutierten Version der Ackerschmalwand (Arabidopsis thaliana): Bei ihr sind die Carrier nämlich mehr oder weniger gleichmäßig im gesamten Zellraum verteilt. Als die Forscher nun einen Hemmstoff hinzufügten, der die Transportproteine außer Funktion setzt, sammelten sich die Moleküle im Zellinneren an. Erst als das Team die Inhibitoren wieder entfernte, kehrten die Carrier über die Actinfäden auch an ihren Portiersposten in der Zellmembran zurück.

Verblüfft stellten die Wissenschaftler weiterhin fest, dass sie mit den Hemmstoffen nicht nur die Transportvehikel für Auxin beeinträchtigten, sondern auch andere Membranproteine. Die Inhibitoren zeigten somit eine viel breitere Wirkung, als man bisher von ihnen angenommen hatte.

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